Гіпотези та припущення щодо властивостей та характеру деформацій.
Реальні матеріали мають різноманітні фізичні властивості й
характерну для кожного з них структуру. З метою спрощення розрахунків в опорі матеріалів використовуються наступні допущенняпро властивості матеріалу.
Матеріал вважається однорідним, тобто його властивості у всіх точках однакові.
Матеріал вважається ізотропним, тобто його властивості в усіх напрямках однакові.
Ізотропними є аморфні матеріали, такі як скло й смоли. Анізотропними є пластмаси, текстоліт і т.п. Метали є полікристалічними тілами, що складаються з великої кількості зерен, розміри яких дуже малі (порядку 0,01 мм). Кожне зерно є анізотропним, але внаслідок малих розмірів зерен і без порядного їх розташування метали проявляють властивість ізотропії.
Матеріал має властивість ідеальної пружності, внаслідок якого тіло, що деформується, повністю відновлює свою форму й розміри після зняття навантаження незалежно від величин навантажень і температури тіла.
Форма й розміри пружного тіла міняються прямо пропорційно зміні навантажень, тобто по відомому законуГука (1660 р.). У випадку чистого однорідного розтягання або стиску призматичного стрижня, законГука має вигляд:
де Р - розтягуюча (стискаюча) осьова сила;
l0, F0 - вихідна довжина й вихідна площа поперечного перерізу стрижня;
Е - фізична константа матеріалу - модуль поздовжньої пружності, різний для різних матеріалів;
Δl- абсолютне подовження розрахункової частини l0 стрижнята
У формулюванні даної гіпотези границі застосування закону пропорційності Гука нічим не обмовляються, хоча в дійсності при деяких навантаженнях починається істотне відхилення від закону пропорційності.
У межах пружності має місце ефектПуассона (1816 р.) - відношення відносних поперечних подовжень ε’ до відносних поздовжніх подовжень ε є величина постійна для даного матеріалу:
або
де μ- коефіцієнтПуассона - пружна константа матеріалів (0<μ<0.5).
Матеріал має властивість суцільності, тобто має здатність суцільно (без порожнеч) заповнювати простір, обмежений поверхнею тіла. Внаслідок цього матеріал уважається безперервним, що дозволяє використовувати для визначення напруг і деформацій математичний апарат диференціального й інтегрального вирахування.
Пружні тіла є відносно твердими, завдяки чому переміщення точок тіла досить малі в порівнянні з розмірами самого тіла. Ця гіпотеза служить підставою для принципу початкових розмірів.